Резина - определение, типы, обработка, использование

Полимер — это вещество или материал, состоящий из множества повторяющихся субъединиц, образующих очень большие молекулы или макромолекулы. Как искусственные, так и природные полимеры играют решающую и широко распространенную роль в повседневной жизни благодаря их широкому спектру характеристик. Полимеры включают в себя все, от обычных синтетических пластиков, таких как полистирол, до биополимеров, таких как ДНК и белки, которые необходимы для биологической структуры и функций.

Полимеры, как природные, так и искусственные, производятся путем полимеризации большого количества крошечных молекул, называемых мономерами . По сравнению с низкомолекулярными соединениями их огромная молекулярная масса приводит к необычным физическим характеристикам, таким как прочность, высокая эластичность, вязкоупругость и склонность к образованию аморфных и полукристаллических структур, а не кристаллов.

Резина

Rubber is a type of polymer that can stretch and shrink. It’s an elastomer that, after being deformed, may revert to its previous shape. Isoprene polymerisation is used to create it (2 methyl-1,3-butadiene). The bark of a rubber tree is used to make natural rubber. 

Каучук искусственно производился сверхурочно, чтобы удовлетворить его огромный спрос, и это открыло революцию в области полимеров.

Chemical Name and Chemical Formula of Rubber

Isoprene (2-methyl, 13-butadiene) is the monomer of natural rubber. Natural rubber is the polymer of this isoprene, and its chemical name is ‘cis – 1,4 – polyisoprene.’

Типы резины

Каучуки делятся на две группы в зависимости от их происхождения: натуральный каучук и синтетический каучук.

1. Натуральный каучук: это натуральный полимер, полученный из латексного сока каучукового дерева. Эластичность резины делает ее популярным материалом. Вулканизированный натуральный каучук используется для изготовления различных изделий. Полиизопрен — это химическое название натурального каучука. Лучшая особенность натурального каучука заключается в том, что он является биоразлагаемым и возобновляемым, поскольку его добывают из деревьев. Тысячи предметов, в том числе хирургические перчатки, медицинские гаджеты, авиационные и автомобильные шины, матрасы, подошвы для обуви, резиновые сапоги, игрушки и многое другое, полагаются на него как на основной материал.
2. Синтетический каучук: любой искусственный эластомер называется синтетическим каучуком. Синтетический каучук обычно состоит из дополнительных полимеров полиеновых мономеров, и ламинаты, включающие такой слой, будут классифицироваться как дополнительные полимеры, если только синтетический каучук не описан как полисульфидный каучук. Эластомер — это материал, обладающий механическим свойством изгибаться под нагрузкой гораздо более эластично, чем большинство материалов, при этом возвращаясь к своему первоначальному размеру без необратимой деформации. Во многих случаях вместо натурального каучука можно использовать синтетический каучук, особенно там, где требуются более качественные материалы.

Производство резины

Производство натурального каучука

Латексный сок каучукового дерева используется для производства натурального каучука. Латекс собирают, прикрепляя контейнер к каучуковому дереву, что называется постукиванием .

После этого муравьиная кислота используется для коагуляции латекса. В результате этого процесса они становятся твердой массой. Эти каучуки теперь полностью высушены либо с помощью серии роликов, либо путем сушки на воздухе в течение нескольких дней. Эти натуральные каучуки теперь готовы к переработке и будут использоваться для производства различных продуктов.

Производство синтетического каучука

Различные синтетические каучуки производятся с использованием процесса полимеризации, например, неопрен путем аддитивной полимеризации, Buna-S и Buna-N посредством сополимеризации.

• Neoprene: Neoprene, commonly known as polychloroprene, is a homopolymer made from chloroprene polymerized by free radicals. It has a strong oil resistance and is used to make conveyor belts, hoses, and gaskets, among other things.

• Buna-S: Buna – S is formed by the copolymerization of 1,3-butadiene and styrene. It has a high tensile strength and can be used as a natural rubber alternative. It’s utilised to create car tyres, footwear components, cable insulators, and other things.

• Buna-N: Buna – N is a copolymer made by polymerizing 1,3-butadiene with acrylonitrile in the presence of a peroxide catalyst. Oils, petrol, and some organic solvents won’t harm it. They’re typically utilised to make tank linings, oil seals, and other such things.

Переработка резины

После изготовления натурального или синтетического каучука его доставляют на перерабатывающие заводы для переработки в конечный продукт, который затем можно использовать для производства различных товаров. Компаундирование, смешивание, формование и вулканизация — это четыре процесса в процессе переработки каучука.

1. Компаундирование: резина обогащена добавками и химическими веществами для улучшения ее прочности на растяжение и характеристик. Например, в резину добавляют наполнители из сажи, чтобы повысить ее прочность на растяжение и защитить ее от разрушения ультрафиолетовым излучением.
2. Смешивание: Перед применением каучук необходимо хорошо перемешать с добавками. Для этого повышают температуру и тщательно перемешивают добавки.
3. Формование: экструзия, каландрирование, формование или покрытие и литье — это четыре распространенных метода формования резиновых изделий. Экструдеры пропускают высокопластичный каучук через ряд шнековых экструдеров для создания каучуков. Каландрирование следует за этой фазой, которая включает в себя пропускание каучука через ряд меньших зазоров между валками. Этот метод с роликовой головкой сочетает в себе экструзию и каландрирование для получения превосходного результата. Покрытие - это нанесение резинового покрытия или вдавливание резины в ткань или другие материалы. Резиновые покрытия используются для изготовления шин, водонепроницаемых текстильных палаток, плащей, конвейерных лент и других изделий. Формы используются для изготовления резиновых изделий, таких как подошвы и каблуки обуви, уплотнения, присоски и пробки для бутылок.
4. Вулканизация: Процесс обработки резины завершается вулканизацией. Серные перекрестные связи между полимерами каучука образуются при вулканизации. Резина, которая имеет меньше поперечных связей между своими полимерами, более мягкая. Эластичность резины снижается по мере увеличения числа поперечных связей, в результате чего резина становится более твердой. Резина была бы липкой в горячем состоянии и хрупкой в холодном состоянии, если бы она не была вулканизирована.

Использование резины

• Одним из крупнейших потребителей каучука является шинная и камерная промышленность. Чтобы сделать натуральный каучук более прочным, его со временем комбинируют с синтетическим каучуком.
• Резина также используется в других областях автомобильной промышленности. Из натурального каучука изготавливаются уплотнители и различные виды амортизации различных деталей автомобиля. Например, из него делают тормозные колодки, а также уплотнители окон и лобовых стекол автомобилей.
• Резина используется для производства подушек безопасности в автомобилях, которые защищают пассажиров от повреждений, вызванных авариями.
• Одежда: поскольку натуральный каучук эластичен в своей волокнистой форме, он используется для изготовления облегающей и расширяемой одежды, такой как купальные костюмы и велосипедные шорты.
• Каучук используется для изготовления полов в различных коммерческих учреждениях, на кухнях и даже на детских площадках. Он создает мягкую поверхность, устойчивую к скольжению и водонепроницаемую. За ним просто ухаживать, и он прослужит долго.
• Прокладки: Прокладки используются для предотвращения утечек или заполнения неровных пространств между двумя или более механическими частями.
• Ластики: это резиновое устройство могло «стирать» следы карандаша на бумаге, за что получило название «ластик».
• Древние мезоамериканские цивилизации использовали натуральный каучук для изготовления водонепроницаемой обуви и бутылок. Мало того, он также использовался для изготовления спортивного мяча для игры под названием футбол, которая сравнима с современным баскетболом.
• Каучук используется в качестве клея и защитного слоя для различных поверхностей в латексном состоянии.
• Резиновые перчатки — это хорошо известное резиновое изделие, так как они часто используются для защиты и чистоты рук.
• Из каучука изготавливают звукоизоляционные материалы и разнообразные детские резиновые игрушки.

Примеры вопросов

Вопрос 1: Какие элементы резины?

Отвечать:

Carbon and hydrogen are the two most frequent components found in rubber. Isoprene (2-methyl-1,3-butadiene), a conjugated diene hydrocarbon, is the monomer of natural rubber.

Вопрос 2: Какие бывают типы резины?

Отвечать:

There are two types of rubber: natural and synthetic. Synthetic rubbers are artificial elastomers that are synthesised from petroleum products. Natural rubber is extracted from the latex of the rubber plant, while synthetic rubbers are artificial elastomers that are manufactured from petroleum products. They are twice as strong as natural rubber in terms of tensile strength. They are predominantly 1,3-butadiene derivatives.

Вопрос 3: Почему каучуки называют эластомерами?

Отвечать:

An elastomer is a type of polymer that exhibits elasticity. Natural rubber is an elastomer manufactured from latex, the milky sap of the rubber tree. Petroleum is used to make synthetic elastomers. Rubber is frequently referred to as elastomers because of this feature.

Вопрос 4: Что такое неопрен?

Отвечать:

Neoprene, also known as polychloroprene, is a homopolymer formed by the polymerization of chloroprene by free radicals. It is used to create conveyor belts, hoses, and gaskets, among other things, and has a high oil resistance.

Вопрос 5: Что такое Buna-S?

Отвечать:

Buna – S is made up of 1,3-butadiene and styrene copolymerized together. It has a high tensile strength and can be used as a replacement for natural rubber. It’s used to make products like vehicle tyres, footwear components, cable insulators, and more.